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碳达峰

碳达峰是指我国承诺2030年前,二氧化碳排放量达到历史最高值,二氧化碳的排放不再增长,碳排放进入持续下降的过程,碳排放的最高点即碳达峰。



碳达峰示意

碳中和

碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内,直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”。


碳中和示意

人类活动冲击了原有的碳循环系统中碳源和碳汇的平衡,化石能源的燃烧等因素导致大气中的二氧化碳浓度上升,这是造成气候变化的主要原因。气候变化是当今人类面临的全球性的挑战,碳达峰、碳中和的目标就是为了积极应对气候变化以及使我国实现可持续发展。



碳循环系统中碳源和碳汇的平衡

化石能源

化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物,由古代生物的化石沉积而来,是一次能源,具体为煤炭、石油和天然气等。化石能源是全球消耗的最主要能源。

我国能源消费总量中,煤炭的消费占比最大。煤炭在我国能源消费中长期占据重要地位,以煤炭等化石能源为主导的能源结构会持续导致二氧化碳排放的增加。



我国能源消费结构

我国经济社会的快速发展,伴随着能源消费的大幅度增长,能源消费总量折算为标准煤计算,由2005年的26.1亿吨标准煤上升至2020年的接近50亿吨标准煤,增幅达90.8%。


我国能源消费总量

与此相对的非化石能源,包括水电、核电、风电和太阳能发电等。



非化石能源

2005年我国非化石能源消费比重仅为7.4%,2020年该比重提升至15.8%,可以看出非化石能源在我国能源消费构成中的占比有所提升。


我国非化石能源消费比重

从发电装机规模来看,现阶段非石化能源中水电的发电规模最大,为3.7亿千瓦,风电和太阳能发电的发电规模则为2.8亿千瓦和2.5亿千瓦,核电的发电规模为4989万千瓦。


从发电装机规模增速来看,水电和核电平稳增长,而风电和太阳能发电则快速增长,其中2009年风电的发电装机规模只有1760万千瓦,而2020年的规模则大幅增长至2.8亿千瓦。


太阳能发电2009年的发电装机规模只有3万千瓦,而2020年的规模则大幅增长至2.5亿千瓦,

按此增速,风电和太阳能的发电装机规模在可预见的未来将大概率超越水电。


我国提出力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标,到2030年,非化石能源占一次能源消费比重将达25%左右,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量也将达到12亿千瓦以上。


要达到预定目标需要从供需两侧同时入手,对我国的能源消费结构进行调整。

需求侧要加大力度节能减排以及遏制碳排放。供给侧方面要继续推广清洁能源、改进生产工艺、和发展碳捕捉等。

2017年至2020年,全国煤炭消费占一次能源消费的比重由60.4%下降至57%左右,非化石能源消费占比从13.8%提高至15.8%,离2030年非化石能源占一次能源消费占比25%的目标有较大差距。



2020年风电和太阳能发电装机规模2.8亿千瓦和2.5亿千瓦,两者合计约为5.3亿千瓦,离2030年风电、太阳能发电总装机容量12亿千瓦的目标同样仍有较大的差距。


在可预见的未来

一方面我国能源消费结构持续改善,非化石能源总量持续增长,化石能源结构逐步优化。可再生能源提升,减少煤炭消费并扩大天然气对煤炭的替代规模。

另一方面从发电量结构变化来看,新增电力需求主要由非化石能源电力满足,其中间歇性可再生能源(风力发电太阳能光伏发电)将占据较大的比例,这对系统平衡和电网灵活性提出了更高的要求,另外需要新建储能装置来保证消纳。

在交通运输方面,用能结构趋向为去油化和电气化。铁路方面通过电气化脱碳,乘用车方面,受益于我国锂电池领域优势将带动乘用车与部分公交领域电动化,公路货运则将更依赖氢燃料电池的发展。

发展的同时也存在一定的挑战,例如

非化石能源占比能否持续提升,这与新能源的技术进步发展与突破有较大的关系,另外如果风能和光伏等可再生能源的高比例应用,或许会对生态友好的空间布局带来一些影响,相关设施可能给当地带来生态破坏,也要避免潜在的生态风险。

可再生能源加储能是促进能源系统低碳化,提高能源系统灵活性的一种方案。但如果储能技术的突破性发展低于预期,则会影响能源电力低碳转型的进度,甚至成败。

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